Samanyolu'nda bulunan seçilmiş karışık morfolojili süpernova kalıntılarının x-ışın analizleri

Abstract

Bir süpernova patlaması sonucunda süpernova kalıntısı (SNK) oluşur. Patlama ile açığa çıkan büyük miktardaki kinetik enerji (10^51 erg), şok dalgasının ısıtması ile elektronların ve atomların ısısal enerjisine dönüştürülür ve böylece yüksek sıcaklıklı (~10^7 K) bir plazma meydana gelir. SNK'lardaki bu plazmanın çok ince (~1 cm^-3) olması nedeniyle, elektronlar ile atomlar arasındaki iyonizasyon dengesi ~10^)4-5) yılda sağlanır. Bu nedenle, SNK'lerde plazmanın iyonlaşma durumlarının X-ışını araştırması, kalıntıların evrimsel aşamasının iyi bir göstergesini sağlar. Ayrıca, yüksek sıcaklıktaki bu SNK plazması, çizgi salmaları ve süreklilik ışıması gösterir. Genç SNK'lar, patlayan ata yıldızdan kalan ağır elementlerin salma çizgilerini gösterirler (örneğin; O, Mg, Si, S, Ar, Ca ve Fe). Bu çizgilerin bolluk değerlerinin doğru bir şekilde belirlenmesi, patlama türünün saptanması için kritik bir öneme sahiptir. Bu çalışmada Samanyolu'nda bulunan ve karışık morfolojiye sahip SNK'lardan DA 530, CTB 37A ve 3C 391'in Suzaku X-ışın analizleri yapılmış ve SNK'larda yeniden birleşen (YB) plazma araştırılmıştır. Analizlere başlamadan önce, DA 530'un X-ışın arka plan katkısını gidermek için vinyet etkisi giderilirken; CTB 37A ve 3C 391 için ise, X-ışın arka planı modellenmiştir. Daha sonra, analizlerde, daha önce bu kalıntılara uygulanmamış, 2015 yılında kullanıma sunulan ve YB plazmayı tanımlayan vvrnei tayfsal modeli kullanılmıştır. Bu model YB plazmanın olup olmadığı bilgisini sunmakla birlikte, diğer modellerden farklı olarak YB plazmanın yaşını vermektedir. Bu da YB plazma için önerilen iki teorik model arasında hangisinin geçerli olabileceği konusunda ayrım yapılmasına olanak tanır. Seçilen SNK'ların tayfsal analiz için kullanılacak bölgelerini daha doğru seçebilmek için, yüksek açısal çözünürlüğe sahip Chandra X-ışın Gözlemevi'nin verileri kullanılmıştır. CTB 37A ve 3C 391 kalıntılarının YB plazma gösterdikleri onaylanmış ve vvrnei modeli sayesinde hangi teorik modelin geçerli olduğu tartışılıp, literatürdeki diğer YB plazma gösteren kalıntılarla kıyaslaması yapılmıştır. DA 530 için ise, Suzaku verilerinin analizi ilk defa yapılmış olup, literatüre kazandırılmıştır (Deniz vd. 2022). Analizler sonucunda, DA 530 kalıntısında YB plazmanın olmadığı belirlenmiş olup, bu kalıntının diğer tayfsal özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra, tayfsal analizlerden elde edilen en iyi tayfsal model kullanılarak, üç kalıntı için de gelecek nesil X-ışın uyduları olan XRISM/Resolve ve Athena/X-IFU'nun simülasyonları yapılmıştır. Bu simülasyonlar ile, XRISM ve Athena'nın yeterlilikleri ölçülüp, yeterince iyi olmayan tayfsal çözünürlük sebebiyle "saklı kalan" ısısal salma çizgileri de ortaya çıkarılmıştır. DA 530 X-ışınlarında sönük bir SNK olmasına karşın, gelecek nesil X-ışın uydularının kabiliyetleri ile pek çok salma çizgisini göstermiştir.